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冲压覆盖件加工过程中需要注意的一些事项

发布时间:2019-09-21 14:45:02

冲压覆盖件属于冲压加工中比较复杂一类产品,在加工过程中需要注意的事项相对于一般冲压件也比较多,总体来说冲压覆盖件加工过程中需要注意的一些事项主要有以下几个方面:
(1)拉深毛坯不能有过大的毛刺
拉深用的平板毛坯一般是采用落料工序准备的,但拉深毛坯一般不能宥过大的毛刺,因为毛刺若太大,对拉深形成较大的拉深阻力,导致钢板流动不均匀,毛刺大的一侧,钢板流动阻力大,进料少,拉深制件的高度较小,将产生制件拉斜、拉偏现象。

(2)大型汽车覆盖件不希望经过多次拉深
大型汽车覆盖件是指汽车车身部位的大型拉深件,这类零件形状复杂、表面要求高,轮廓尺寸大,而且一般要经过落料、拉深、修边、翻边、冲孔等几道冲压成形工序制成。其中,拉深成形是制造这类零件的关键,它直接影响产品质量、钢板利用率、生产效率和制造成本。大型覆盖件的拉深变形非常复杂,各处应力很不均匀,它的拉深和压肋一般是一次成形出来的,以防止钢板因多次变形而使表面有痕迹,影响制件的外观。只有像油底壳这类特难成形的拉深件才用两次拉深。

(3)覆盖件拉深方向不应有凸模接触不到的死角
大型拉深件拉深工艺设计时要很好地选择冲压方向,尽量保证凸模均匀接触毛坯以避免毛坯窜动,凸模表面同时接触毛坯的点要多而分散,布置均匀,当凸模与毛坯为点接触时,应适当地增大接触面积,防止钢板应力集中,造成局部变薄或破裂;尽可能减小拉深深度,而且使拉深深度均匀;尽量使压料面在平面上,以方便冲压模具制造;尽可能保证凸模能将工件需拉深的部位在一次拉深中完成,不应有凸模接触不到的死角。

(4)晶粒粗大的钢板不便于拉深成形
晶粒大小及其均匀度对钢板的塑性和拉深件的质量有很大影响。均匀而细小的晶粒组织既有较好的塑性便于拉深成形,而且冲压件的表面质量也美观。晶粒粗大虽然易于变形,但容易使工件表面产生麻点与橘皮纹。实践证明,具有良好拉深性能的钢板,其晶粒度级别应为6—7级,并要求晶粒度大小均匀。

(5)外覆盖件上不容许有水纹样的滑移带

用于外覆盖件成形的深拉深钢板(尤其是沸腾钢),由于时效作用,在钢板机械性能试验的拉伸图上有屈服平台,即当拉伸变形达到屈服点后有相当长一段变形量内,钢板的变形抗力维持不变,甚至略有下降,而变形仍在进行。这种现象使得拉深后的零件表面出现像水波纹的局部凹痕(称为滑移带),它有损工件的外观,这对表面要求很高的车身外覆盖件是不允许的。为了消除滑移带,除了从钢材冶炼中设法解决外,还可在拉深前,将钢板用0.5%~3%的压下量冷轧一下,以消除屈服平台。经冷轧后的钢板应立即进行拉深成形,否则,放置时间一长,又会因时效作用重新出现屈服平台。

(6)覆盖件上的局部凹窝不宜太深
覆盖件上常常有局部加强肋、凹窝等,这些局部形状的成形,大多是在得不到外部金属补充的状态下,完全依靠该部位自身钢板的延伸和变薄达到的,为局部的胀形变形。此类形状往往要求圆角小,压窝又较深,所以有时由于钢板局部变薄严重,会产生橘皮纹表面,甚至出现裂纹而使工件报废。产生裂纹的原因,是由于局部变形程度超过了钢板允许的延伸率,故应校核实际变形是否超出成形极限值。另外,还应根据局部成形的不同形状,使其满足要求。若零件形状不满足这些条件,可通过加大冲压模具圆角半径或增加成形次数或预加工艺切口等方法,改善该部位的钢板流动和补充条件。

(7)压料面不能为由下向上倾斜的压料面
在覆盖件拉深中,压料面的位置选择非常重要,它影响压料的可靠性。压料面有两种情况:一种是由工件本体部分所组成,另一种是由工艺补充部分所组成。这两种压料面的区别在于:前者作为工件本体部分保留下来,后者在以后的修边工序要被切掉。因此,制定压料面的一个重要原则是压料面最好是水平的,相对于水平面由上向下倾斜的压料面,只要倾角小于45度,也是允许的。如果压料面由下向上倾斜太大,就不合理,因为这样会使拉深过程中金属的流动很困难,容易出现拉破缺陷,后续的修边也难实现。

(8)不宜采用大台阶形底部成形

覆盖件大多数都是由复杂的曲面组成的。它的底部形状大致有四种类型:①平的和基本平的,典型零件如里门板和外门板;②外凸的,典型零件如顶盖和翼子板;③大台阶的,典型零件为油底壳;④内凹的,典型零件如前围外板;这四种类型的零件,以平缓外凸的(如顶盖)对拉深较为有利,大台阶平底的(如油底壳)拉深最困难。

(9)拉延肋不能布置于圆角处
在复杂的覆盖件拉深成形中,为了保证工件的成形质量,不出废品,常需在冲压模具上设置拉深肋。拉深肋的作用主要有以下三点:第一是增加进料阻力,使拉深件表面承受足够的拉张应力,提高拉深件的刚性,避免成形不足引起的回弹;第二是调节钢板的流动情况,使拉深过程中钢板的变形尽可能均匀,防止“钢板多剐皱,少则裂”的现象;第三,扩大压边力的调节范围。在双动压力机上,压边圈固定在外滑块上,调节外滑块四个角的高低,只能粗略地调节压边力,并不能完全控制各处的进料量正好满足工件成形的要求,因此还需靠压边圈和拉深肋一起来调节各处的压边力。拉深肋的剖面形状一般是半圆形的,它常做在压边圈上,而在凹模上做出相应的拉深肋的凹槽,这样便于钢板定位。拉深肋的数目及位置必须根据零件外形、起伏特点和成形深度等设定。一般在拉深深度火的直线部位,钢板流动快,鹿设置1-3条拉深肋,而在拉深深度大的圆弧部位,不设置拉深肋,在拉深深度相差大时,在深的部位不设拉深肋,在浅的地方须设置拉深肋。

(10)不能忽视工艺补充面的设计
为弥补工件在冲压工艺的缺陷,在工件本体部分之外,另外增添必要的钢板,称为工艺补充面。在大型汽车覆盖件拉深工艺设计时,不能忽视工艺补充面的设计。设计工艺补充面时,应考虑以下三个方面的要求:1)拉深时的进料条件;2)压边面的形状和位置;3)修边工序的要求。

(11)不能忽视工艺切口的设计
当覆盖件的中间部位有深度较大的局部突起或鼓包时,在一次拉深成形中,往往由于不能从毛坯的外部得到钢板的补充,而导致覆盖件局部破裂。这时,从冲压工艺考虑,可以在变形区的适当部位冲出工艺切口或工艺孔,使容易破裂的区域从变形区内部得到钢板的补充。例如,在内、外门板的玻璃窗部位,设置工艺切口,以避免角部破裂,成形后,切口破裂的部位在后续修边工序切去,因此不会影响制件外观及使用。

(12)选择拉深钢板时不能忽视成形裕度
大型覆盖件在冲压成形时,主要的质量问题是破裂。对于破裂问题,目前国内外都采用实验成形极限图法,通过比较冲压件上哪些部位的变形较大或接近其成形极限,即通过成形裕度——危险部位的变形程度与破坏时的变形程度之间的差值,来合理选择拉深钢板,确定合理的冲压模具工艺参数以及毛坯形状和尺寸。变形裕度越小,危险部位破裂的町能性越大,为使汽车覆盖件的冲废率小于1%,一般变形裕度的数值应大于10%。